铜基底支撑氧化石墨烯上出人意料的自发水分解
材料科学
2023-03-15 v2
摘要
水分解在科学领域具有基础重要性，并在多种技术应用之中引起广泛关注。然而，即便对于吸附在氧化石墨烯(GO)上的水，断裂水分子内 O-H 键的高活化能垒已被认为是瓶颈。在此，利用密度泛函理论计算，我们证明水分子可在铜基底(111)面支撑的 GO(Copper-GO)上自发解离。该过程涉及质子从水转移到界面氧基团，以及氢氧根与 GO 的共价键合。与在 GO 上相比，Copper-GO 上的水分解能垒显著降低至小于或与热涨落相当。这归因于铜基底与 GO 之间的轨道杂化相互作用，其增强了 GO 基面上界面氧基团对水分解的反应活性。我们的工作提供了一种通过基底增强 GO 上界面氧基团反应活性来实现水分解的新策略，并表明基底可作为调控各类二维材料器件催化性能的关键要素。
引用
@article{arxiv.2202.02746,
title = {Unexpectedly Spontaneous Water Dissociation on Graphene Oxide Supported by Copper Substrate},
author = {Zhijing Huang and Zihan Yan and Guangdong Zhu and Xing Chen and Shuming Zeng and Xiuyun Zhang and Liang Zhao and Yusong Tu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.02746},
year = {2023}
}
备注
13 pages, 5 figures